[發明專利]具有彎曲狹縫的光導彎曲

無效

• 申請號: 201080016187.4
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN102388328A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: M·P·C·M·克里恩;B·A·薩爾特斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G02B6/125
• 分類號: G02B6/125
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃維;劉鵬

發明領域

本發明涉及光導領域，并且更具體地涉及具有減少光損失的光導。

背景技術

光導用在許多照明應用(例如用于一般照明目的)中，以及用在液晶顯示器(LCD)或TV屏幕的背光源中。

這種類型的結構一般用于例如LCD監視器的背光照明，其中光源連接至光導板的一側并且光通過反射結構被朝向LCD反射。

光導可以用于其中的另一個可能的應用是例如用于電視機的背景照明，例如平板顯示面板。環繞顯示面板產生的光效果可以在顯示面板的周邊上從單個點光源(例如LED或激光光束)引導出。以此方式，中大型區域可以通過使用有限數量的光源而被照亮，這些光源同時為觀察者提供更愉悅的觀看體驗，例如，可與Philips?Ambilight系統相比。

JP2007087725描述了一種光導主體，其包括將引導的光的一部分從光導主體的一個面朝著由孔產生的陰影位置的方向反射至光導主體的相對側。該結構用于引導光環繞目標，例如環繞圓形開關的照明。

然而，在狹縫表面引導的光的高效內反射僅以小角度發生，并且因此由于大部分光由于折射損失掉了，使用這樣的系統不能實現尖角上的高效光反射。

發明內容

因此，能夠以減少的光損失在尖角上傳輸光的改進的光導將是有利的，并且特別地，能夠使用有限數量的光源沿著屏幕的邊緣傳輸光的改進的光導將是有利的。

更進一步的，改進的屏幕將是有利的，其中使用采用最小數量的光源的光導光環繞屏幕的邊緣連續并且均勻擴散光。

因此，本發明優選尋求單獨地或以任意組合地減輕、緩和或消除上述缺點中的一個或多個。為了這個目的，本發明提供了一種光導，其通過在光導基底中引入彎曲的狹縫來解決現有技術的上述問題。這些彎曲的狹縫限定出單獨的彎曲光導通道，這些通道能夠通過全內反射將光引導穿過彎曲通道。

本發明特別地但不是排他地有利于獲得改進的重量輕的、低成本的、能夠急劇彎曲(例如，以約90°拐角或在彎曲的光導中)被引導的光的光導。這個光導可以用作監視器(例如Philips?Ambilight電視)的背景照明的組件，允許以有限數量的光源環繞監視器的整個邊緣擴散光。

本發明的第一方面提供了用于將被引導的光從第一方向彎曲進入第二方向的光導，其包括用于將被引導的光從第一方向彎曲進入第二方向的光導，其包括：i)形成光導的光導芯的基底；ii)形成在光導芯中的一個或多個彎曲的狹縫，每個具有指向所述第一方向的第一末端和指向所述第二方向的第二末端。一個或多個彎曲的狹縫被布置成限定單獨的的彎曲光導通道，以便通過全內反射引導光通過彎曲的光導通道。

在本上下文中，具有指向傳播光的狹縫的末端是指它們指向傳播光的大體方向。小于臨界角的偏離將典型地仍然提供高效的彎曲并且在指向的范圍內被考慮。

全內反射(TIR)是光學現象，其允許光導芯中的光限制。其發生在光相對于邊界表面的垂直方向以大于臨界角的角度射到介質邊界上的時候。如果折射率在邊界的另一側上較低，則沒有光可以穿過，所以全部光被有效地反射。臨界角是光被折射使得它沿著邊界傳播的入射角。

一般地，許多光導，例如大多數光纖，通過TIR傳輸光。除了其他組件以外，光導由最內部分、芯和環繞芯的外部即包層組成。由于芯的折射率大于包層的折射率，光通過TIR沿著芯內部反射。在本發明中，光導芯優選具有矩形橫截面。具有圓形或三角形橫截面的其他光導芯也是有利的。

彎曲的光導通道(下文也簡單稱作通道)可以形成在兩個彎曲的狹縫(下文也簡單稱作狹縫)之間并且也可以形成在彎曲的狹縫和波導芯的邊緣之間。特別對于光導的彎曲部分，芯的內部/外部邊緣可以和彎曲的狹縫一起用于形成通道。由此通道的數量可以依賴于它們是否定位在光導的彎曲部分中而大于或小于狹縫的數量。

盡管在沿著直的傳播方向傳輸光的光導中發生低的光損失或沒有出現光損失，在彎曲的光導中，被引導的光至少部分通過折射而損失。這發生在光相對于邊界表面的垂直方向以小于臨界角的角度射在邊界芯/包層處的時候。彎曲的狹縫在光導基底芯的彎曲部分中的定位提供了具有不同傾度的多個邊界(芯/狹縫)，這允許較大量的光束進入光導以沿著光導傳輸下去而不發生泄漏。在一些實施例中，光導芯的一部分是彎曲的并且一個或多個狹縫定位在光導芯的這個彎曲部分中。當狹縫定位在光導芯的彎曲部分中時，它們優選地設計成使得每個限定的通道遵循彎曲在每個通道的位置處的曲率半徑。在光導部分地彎曲的實施例中，光導芯的曲率半徑大于所述彎曲光導通道的寬度。

在其他實施例中，每個彎曲光導通道的寬度小于彎曲光導通道的曲率半徑。